CN113793967A - 氢燃料电堆、氢燃料电池及氢燃料电池的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提出一种氢燃料电堆、氢燃料电池及氢燃料电池的制造方法。本发明实施例的氢燃料电堆包括单电池层叠体、限位件、第一板组件和第二板组件。单电池层叠体由多个单电池层叠而成，所述单电池层叠体具有第一端和第二端，所述第一板组件设在所述单电池层叠体的第一端，所述第二板组件设在所述单电池层叠体的第二端；所述限位件的第一端与所述第一板组件相连，所述限位件的第二端与所述第二板组件相连，多个所述单电池中的至少一部分设有第一限位结构，所述限位件设有与所述第一限位结构配合以限制所述至少一部分单电池错位的第二限位结构。本发明实施例的氢燃料电堆和氢燃料电池具有高的稳定性和抗震能力。

Description

氢燃料电堆、氢燃料电池及氢燃料电池的制造方法

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种氢燃料电堆、氢燃料电池和氢燃料电池的制造方法。

背景技术

氢燃料电池是利用氢燃料将化学能转化为电能的电池，以其工作温度低、无污染、无腐蚀、能源转化率高、比功率大、启动迅速等诸多优点，己经成为能源领域研究的热点。

相关技术中，氢燃料电池一般是由多个单电池层叠而成，单电池层叠体的两端依次层叠集流板、绝缘板、端板，并通过螺杆或者绑带将层叠体两端的端板连接固定，从而从两端给燃料电池一定的压紧力，保证燃料电池的密封性能和降低单电池之间接触电阻。但由于层叠的单电池数量多、层叠长度长，氢燃料电堆在诸如车载震动的条件下容易出现电电池错位的问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种稳定性和抗震能力提高的氢燃料电堆。

本发明的实施例还提出一种氢燃料电池。

本发明的实施例还提出一种氢燃料电池的制造方法。

本发明实施例的氢燃料电堆包括单电池层叠体、限位件、第一板组件和第二板组件。单电池层叠体由多个单电池层叠而成，所述单电池层叠体具有第一端和第二端，所述第一板组件设在所述单电池层叠体的第一端，所述第二板组件设在所述单电池层叠体的第二端；所述限位件的第一端与所述第一板组件相连，所述限位件的第二端与所述第二板组件相连，多个所述单电池中的至少一部分设有第一限位结构，所述限位件设有与所述第一限位结构配合的第二限位结构。

本发明实施例的氢燃料电堆，通过在至少一部分单电池上设置第一限位结构，并在限位件上设置与第一限位结构配合的第二限位结构，可以避免或减轻单电池在车载震动条件下错位，提高了单电池层叠体的稳定性和抗震能力。此外，通过限位件与第一板组件和第二板组件相连，还可以对单电池层叠体从两端朝向中间施加一定的作用力，进一步提升单电池层叠体的稳定性和抗震能力。

在一些实施例中，每个所述单电池均设有所述第一限位结构，多个所述单电池的第一限位结构沿层叠方向对齐。

在一些实施例中，所述第一限位结构为限位凹槽，所述第二限位结构为限位凸起。

在一些实施例中，所述限位凹槽和所述限位凸起均为矩形，所述限位凹槽设在所述单电池的相对的第一纵向边沿和第二纵向边沿。

在一些实施例中，所述限位件为多个且沿所述单电池层叠体的周向间隔布置，每个所述单电池设有沿所述单电池周向间隔布置的多个限位凹槽，多个所述单电池的彼此对应的限位凹槽沿层叠方向对齐，所述限位凸起沿所述限位件的长度方向延伸。

在一些实施例中，所述第一板组件包括第一集流板、第一绝缘板和第一端板，所述第一集流板设在所述单电池层叠体的第一端，所述第一绝缘板设在所述第一集流板和所述第一端板之间，所述限位件的第一端与所述第一端板相连；所述第二板组件包括第二集流板、第二绝缘板和第二端板，所述第二集流板设在所述单电池层叠体的第二端，所述第二绝缘板设在所述第二集流板和所述第二端板之间，所述限位件的所述第二端与所述第二端板相连。

在一些实施例中，所述第一绝缘板包括第一绝缘板本体、从所述第一绝缘板本体的外周沿远离所述单电池层叠体的第二端的方向延伸的第一凸沿部和从所述第一绝缘板本体的外周沿沿朝向所述单电池层叠体的第二端的方向延伸的第二凸沿部，所述第一端板与所述第一凸沿部的内壁面相抵接，所述第一集流板与所述第二凸沿部的内壁面相抵接；所述第二绝缘板包括第二绝缘板本体、从所述第二绝缘板本体的外周沿沿远离所述单电池层叠体的第一端的方向延伸的第三凸沿部和从所述第二绝缘板本体的外周沿沿朝向所述单电池层叠体的第一端的方向延伸的第四凸沿部，所述第二端板与所述第三凸沿部的内壁面相抵接，所述第二集流板与所述第四凸沿部的内壁面相抵接。

在一些实施例中，所述氢燃料电堆还包括多个紧固件，多个紧固件沿所述单电池层叠体的周向间隔分布，所述紧固件的第一端与所述第一板组件相连，所述紧固件的第二端与所述第二板组件相连。

在一些实施例中，每个所述紧固件的第一端依次贯穿所述第一端板、所述第一绝缘板本体和所述第一集流板，每个所述紧固件的第二端依次贯穿所述第二集流板、所述第二绝缘板本体和所述第二端板，所述紧固件的第一端与所述第一端板之间以及所述紧固件的第二端与所述第二端板之间分别设有绝缘套。

在一些实施例中，还包括第一导电排、第一连接导电排、第一端子、第二导电排、第二连接导电排、第二端子和支撑座，所述支撑座安装在所述紧固件上，所述第一导电排的第一端与所述第一集流板相连，所述第一导电排的第二端与所述第一连接导电排的第一端紧固在所述支撑座上且彼此相连，所述第一端子与所述第一连接导电排的第二端相连，所述第二导电排的第一端与所述第二集流板相连，所述第二导电排的第二端与所述第二连接导电排的第一端紧固在所述支撑座且彼此相连，所述第二端子与所述第二连接导电排的第二端相连。

在一些实施例中，所述支撑座包括座板、隔离台、第一螺纹柱和第二螺纹柱，所述座板安装在所述紧固件上，所述隔离台设在所述座板的外表面上，所述第一螺纹柱设在所述座板的外表面上且位于所述隔离凸台上侧，所述第二螺纹柱设在所述座板的外表面上且位于所述隔离凸台下侧，所述第一螺纹柱穿过所述第一导电排和所述第一连接导电排且通过第一螺母紧固，所述第二螺纹柱穿过所述第二导电排和所述第二连接导电排且通过第二螺母紧固。

本发明实施例的氢燃料电池，包括：壳体和氢燃料电堆，所述氢燃料电堆设在所述壳体内且可以为上述任一实施例的氢燃料电堆。

在一些实施例中，所述壳体和所述氢燃料电堆中的一者设有定位凹部且另一者设有与所述定位凹部配合以限制所述氢燃料电堆相对于所述壳体移位的定位凸起。

在一些实施例中，所述氢燃料电堆设有所述定位凹部，所述壳体设有定位凸起。

在一些实施例中，所述定位凹部设在所述限位件上且沿所述限位件的长度方向延伸。

在一些实施例中，所述定位凹部为V形槽或弧形槽，所述定位凸起为与所述定位凹部适配的V形凸台或弧形凸台。

在一些实施例中，所述定位凹部内设有垫片。

在一些实施例中，所述氢燃料电池还包括巡检组件，所述巡检组件包括电池巡检器和巡检垫块，所述电池巡检器设置在所述巡检垫块上，所述巡检垫块设置在所述壳体上。

在一些实施例中，所述壳体的一端开口，所述单电池层叠体和第二板组件设置于所述壳体内，所述第一板组件封闭所述壳体的开口。

本发明实施例的氢燃料电池的制造方法，包括：

层叠具有第一限位结构的多个单电池以构成单电池层叠体；

将第二板组件安装在所述单电池层叠体的第二端；

将具有第二限位结构的限位件与所述第二板组件相连且使所述第一限位结构和所述第二限位结构配合；

将第一板组件安装在所述单电池层叠体的第一端以制成氢燃料电堆；

将所述氢燃料电堆安装到壳体内。

附图说明

图1是本发明实施例的氢燃料电堆的立体图；

图2是本发明实施例的氢燃料电堆的另一立体图；

图3是本发明实施例的氢燃料电堆又一立体图；

图4是图3中的A部的放大图；

图5是本发明实施例的氢燃料电堆的爆炸图；

图6是本发明实施例的氢燃料电堆的另一爆炸图；

图7是本发明实施例的氢燃料电堆的再一立体图；

图8是本发明实施例的氢燃料电堆的俯视图；

图9是本发明实施例的氢燃料电堆的再另一立体图；

图10是本发明实施例的氢燃料电堆的限位件的立体图；

图11是本发明实施例的氢燃料电堆的限位件的俯视图；

图12是本发明实施例的氢燃料电池的立体图；

图13是本发明实施例的氢燃料电池的主视图；

图14是沿图13中的线B-B的剖视图；

图15是图14中的Ⅰ部的放大图；

图16是本发明实施例的氢燃料电池的俯视图；

图17是沿图16中的线C-C的剖视图；

图18是图17中Ⅱ部的放大图；

附图标记：

氢燃料电堆100；

壳体200；定位凸起2001；

第一板组件1；

第一端板110；

第一绝缘板120；第一绝缘板本体1201；第一凸沿部1202；第二凸沿部1203；

第一集流板130；

第二板组件2；

第二端板210；

第二绝缘板220；第二绝缘板本体2201；第三凸沿部2202；第四凸沿部2203；

第二集流板230；

单电池层叠体3；第一侧面33；第二侧面34；第三侧面35；第四侧面36；单电池310，第一限位结构3101，第一纵向边沿3102；第二纵向边沿3103；

限位件4；第二限位结构41；定位凹部42；垫片43；

紧固件5；绝缘套51；

巡检组件6；电池巡检器61；巡检垫块62；横块621；竖块622；

支撑座7；座板71；隔离凸台72；（第一和第二螺纹柱未示出）

第一导电排8；第一连接导电排9；第一端子10；第二导电排11；第二连接导电排12；第二端子13；

通道接头14；

检修口15；第一集流板检修口150；导电排检修口151；第二集流板检修口152。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1至图18描述本发明实施例的氢燃料电堆100、氢燃料电池及氢燃料电池的制造方法。

本发明实施例的氢燃料电堆100包括单电池层叠体3、限位件4、第一板组件1和第二板组件2。

如图1至图7所示，单电池层叠体3由多个单电池310层叠而成，例如在图1中，多个单电池310沿上下方向（即层叠方向）层叠而成。单电池层叠体3具有第一端（图1和图17中的上端）31和第二端（图1和图17中的下端）32。第一板组件1设在单电池层叠体3的第一端，第二板组件2设在单电池层叠体3的第二端。

限位件4的第一端（图1中的上端）与第一板组件1相连，限位件4的第二端（图1中的下端）与第二板组件2相连，多个单电池310中的至少一部分单电池设有第一限位结构3101，即至少一部分单电池的外周设有第一限位结构3101。限位件4设有与第一限位结构3101配合的第二限位结构41，由此限制单电池310错位，即限制至少一部分单电池310在正交于单电池的层叠方向（图1中的上下方向）的平面内相对彼此移位。优选地，第一限位结构3101与第二限位结构41之间紧配合。优选地，设有第一限位结构3101的至少一部分单电池可以分成多组，每一组单电池的第一限位结构3101沿层叠方向对齐，对应地，限位件4上的第二限位结构41可以为多个，多个第二限位结构41分别与多组单电池的第一限位结构3101一一对应地配合。

为了便于描述，下面将图1中的上下方向作为氢燃料电堆100的高度方向，因此，在下面的描述中，单电池层叠体3的第一端也可以称为单电池层叠体3的上端，单电池层叠体3的第二端也可以称为单电池层叠体3的下端。

本发明实施例的氢燃料电堆100，通过至少一部分单电池310设置第一限位结构3101，限位件4设置与第一限位结构3101配合的第二限位结构41，可以避免或减轻单电池310之间出现错位，提高了单电池层叠体3的稳定性和抗震能力。此外，通过限位件4与第一板组件1和第二板组件2相连，限位件4还可以从两端对单电池层叠体3沿上下方向施加一定的作用力，进一步提高单电池310之间的升摩擦力，进而进一步提升单电池层叠体3的稳定性和抗震能力。

如图11和图15所示，在一些优选实施例中，每个单电池310均设有第一限位结构3101，多个单电池310的第一限位结构3101沿上下方向（层叠方向）对齐。换言之，每个单电池310均设有第一限位结构3101，每个第一限位结构3101均与限位件4的第二限位结构41紧配合，进一步提高单电池层叠体3的稳定性。

在一些实施例中，如图11和图15所示，第一限位结构3101为限位凹槽，第二限位结构41为限位凸起。为了方便描述，下文描述中，第一限位结构3101也可以称为限位凹槽3101，第二限位结构41也可以称为限位凸起41。在一些优选实施例中，每个单电池310的外周均设有限位凹槽3101，且多个单电池310的限位凹槽沿层叠方向对齐，从而在单电池层叠体3的外周面上形成沿上下方向延伸的凹槽。

在另一些实施例中，第一限位结构3101可以为限位凸起，第二限位结构可以为限位凹槽。

在图1-18所示的氢燃料电堆100中，第一限位结构为限位凹槽，第二限位结构为限位凸起，采用凹槽和凸起的限位方式具有结构简单、便于加工和配合的优点。此外，通过限位凸起和限位凹槽的相互配合，在组装单电池层叠体的过程中，可以使单电池310上的限位凹槽3101与限位件4上的限位凸起41相互配合，从而将单电池310依次连接到限位件4上，可以大大提高安装单电池310的效率。当然，本发明实施例并不限于此，例如也可以先层叠多个单电池以形成单电池层叠体，然后将限位件4的限位凸起配合在单电池310的限位凹槽内。

可选地，限位凹槽3101和限位凸起41的外周轮廓可以均为矩形。在其他实施例中，限位凹槽3101和限位凸起41的外周轮廓还可以为V型或弧形。

如图1至图15所示，单电池310为矩形，具体地，单电池310在上下方向上的投影为矩形，由此，单电池层叠体3为长方体。如图1和图2所示，单电池层叠体3具有彼此相对的第一侧面（前表面）33和第二侧面（后表面）34，以及彼此相对的第三侧面（右表面）35和第四侧面（左表面）36。限位凹槽3101设在单电池310的相对的第一纵向边沿（图14中的上边沿）3102和第二纵向边沿（图14中的下边沿）3103。在图14所示的实施例中，单电池310的每个纵向边沿设有两个限位凹槽且两个限位凹槽沿左右方向间隔开。可选地，每个纵向边沿可以形成有更多个限位凹槽。

本发明实施例的氢燃料电堆100，将单电池310设置成矩形具有便于生产，结构简便的特点。此外，将限位凹槽设在单电池310的相对的第一纵向边沿3102和第一纵向边沿3103，可以可以进一步提升限位件4对单电池310的限位作用，进一步提升单电池310之间的相对位置稳定性。

可选地，限位凹槽和限位凸起可以具有倒角或倒圆，从而便于限位凸起和限位凹槽的配合。

如图1和图15所示，限位件4为多个且沿单电池层叠体3的周向间隔布置，相应地，每个单电池310的外周边设有沿单电池310周向间隔布置的多个限位凹槽3101，限位凸起41沿限位件4的长度方向延伸。具体地，限位凹槽3101的数量与限位件4的数量相匹配，例如，四个、五个或六个。多个单电池310的彼此对应的限位凹槽3101沿上下方向对齐以形成沿上下方向延伸的凹槽，从而，单电池层叠体3上形成多个沿其周向间隔且沿上下方向延伸的凹槽。限位件4上的限位凸起41沿限位件的长度方向延伸，从而配合在相应的多个单电池310的彼此对齐的限位凹槽3101内。

本发明实施例的氢燃料电堆100中，限位件4可以设置为多个，限位件4可以为绝缘材质，限位件4可以为杆状或板状，优选地，如图1所示，限位件4为板状。

如图5和图6所示，第一板组件1包括第一集流板（也可以称为集电板）130、第一绝缘板120和第一端板110。第一集流板130设在单电池层叠体3的第一端31，第一绝缘板120设在第一集流板130和第一端板110之间。限位件4的第一端与第一端板110相连。换言之，单电池层叠体3的上端依次叠置第一集流板130、第一绝缘板120和第一端板110，其中，第一集流板130与单电池层叠体3的上端相连。

类似地，第二板组件2包括第二集流板230、第二绝缘板220和第二端板210，第二集流板230设在单电池层叠体3的第二端32，第二绝缘板220设在第二集流板230和第二端板210之间。限位件4的第二端与第二端板210相连。换言之，单电池层叠体3的下端依次叠置第二集流板230、第二绝缘板220和第二端板210，其中，第二集流板230与单电池层叠体3的下端相连。

本发明实施例的氢燃料电堆100，将第一板组件1及第二板组件2设置成层叠式，可以提升氢燃料电堆100的结构紧凑性。

第一端板110和第二端板210中的每一者可以均是金属或合金材料制成。

如图5和图7所示，第一绝缘板120包括第一绝缘板本体1201、从第一绝缘板本体1201的外周沿远离单电池层叠体3的第二端32的方向延伸的第一凸沿部1202和从第一绝缘板本体1201的外周沿沿朝向单电池层叠体3的第二端32的方向延伸的第二凸沿部1203，第一端板110与第一凸沿部1202的内壁面相抵接，第一集流板130与第二凸沿部1203的内壁面相抵接。换言之，第一绝缘板120的上表面和下表面分别形成有上沉槽和下沉槽，第一端板110的外周面与上沉槽的壁抵接，第一集流板130的外周面与下沉槽的壁抵接，从而提高第一板组件1的结构强度和稳定性以及紧凑性。

第二绝缘板220包括第二绝缘板本体2201、从第二绝缘板本体2201的外周沿沿远离单电池层叠体3的第一端31的方向延伸的第三凸沿部2202和从第二绝缘板本体2201的外周沿沿朝向单电池层叠体3的第一端31的方向延伸的第四凸沿部2203，第二端板210与第三凸沿部2202的内壁面相抵接，第二集流板230与第四凸沿部2203的内壁面相抵接。换言之，第二绝缘板220的上表面和下表面分别形成有上沉槽和下沉槽，第二端板210的外周面与上沉槽的壁抵接，第二集流板230的外周面与下沉槽的壁抵接，从而提高第二板组件2的结构强度和稳定性以及紧凑性。

如图1至图6所示，本发明实施例的氢燃料电堆100还包括多个紧固件5。多个紧固件5沿单电池层叠体3的周向间隔分布，紧固件5的第一端与第一板组件1相连，紧固件5的第二端与第二板组件2相连。

本发明实施例的氢燃料电堆100，通过紧固件5通过对第一板组件1和第二板组件2施加沿上下方向的作用力，使多个单电池310之间沿上下方向的压力增加，进而提升了单电池310之间的摩擦力及单电池层叠体3的稳定性。

可选地，紧固件5可以为两端具有螺纹段的螺杆。螺杆穿过第一板组件1和第二板组件2后用螺母紧固，或者螺杆的螺纹段直接与第一板组件1和第二板组件2螺纹配合，从而具有安装拆卸方便的特点。

可选地，螺杆与第一板组件1和第二板组件2相连的区域均设有密封胶，以提升氢燃料电堆100的密闭性。

如图5和图6所示，如图5和图6所示，每个紧固件5的第一端依次贯穿第一端板110、第一绝缘板本体1201和第一集流板130，每个紧固件5的第二端依次贯穿第二集流板230、第二绝缘板本体2201和第二端板210，紧固件5的第一端与第一端板110之间以及紧固件5的第二端与第二端板210之间分别设有绝缘套51。

本发明实施例的氢燃料电堆100，通过在紧固件5上设置的绝缘套51，防止螺杆与前后端板直接接触，提高紧固件5与第一端板110和第二端板210的爬电距离，提高了燃料电池的绝缘性能。

如图1和图2所示，本发明实施例的氢燃料电堆100还包括第一导电排8、第一连接导电排9、第一端子10、第二导电排11、第二连接导电排12、第二端子13和支撑座7，支撑座7安装在紧固件5上。第一导电排8的第一端与第一集流板130相连，第一导电排8的第二端与第一连接导电排9的第一端紧固在支撑座7上且彼此相连，第一端子10与第一连接导电排9的第二端相连。第二导电排11的第一端与第二集流板230相连，第二导电排11的第二端与第二连接导电排12的第一端紧固在支撑座7且彼此相连，第二端子13与第二连接导电排12的第二端相连。可以理解的是，其中，第一导电排8、第二导电排11中其中一个为正极导电排，另一个即为负极导电排。

本发明实施例的氢燃料电堆100，通过第一导电排8、第二导电排11通过支撑座7安装在紧固件5上，保证第一导电排8和第二导电排11在安装和维修时位置精度，避免了第一导电排8和第二导电排11与氢燃料电堆100的接触，提高燃料电池的绝缘性能。

可选地，第一导电排8和第二导电排11可以均为铜导电排，具有导电性能好的特点。

可选地，本发明实施例的氢燃料电堆100还包括转换器（未示出），转换器分别与第一端子10和第二端子13相连。

具体地，如图1和图2所示，支撑座7包括座板71、隔离台、第一螺纹柱（未示出）和第二螺纹柱（未示出），座板71安装在紧固件5上，隔离台设在座板71的外表面上，第一螺纹柱设在座板71的外表面上且位于隔离凸台72上侧，第二螺纹柱设在座板71的外表面上且位于隔离凸台72下侧，第一螺纹柱穿过第一导电排8和第一连接导电排9且通过第一螺母紧固，第二螺纹柱穿过第二导电排11和第二连接导电排12且通过第二螺母紧固。

本发明实施例的氢燃料电堆100，通过第一螺母将第一导电排8和第一连接导电排9固定在隔离凸台72的上侧，通过第二螺母将将第二导电排11和第二连接导电排12固定在座板71上隔离凸台72的下侧，具有结构简单、结构紧固的优点。

如图1和图3所示，本发明实施例的氢燃料电堆100还包括一体成型的通道接头14，通道接头14具有至少两个连接孔道，第一板组件1上设有多个用于氢气、空气、冷却液进出单电池层叠体内的通道，至少两个连接孔道与通道一一对应。

本发明实施例的氢燃料电堆100，通过一体成型的通道接头14与第一端板110上的至少两个连接孔道相连，减少了接头数量，简化了接头安装工艺，提高生产效率。

下面描述本发明实施例的氢燃料电池。

本发明实施例的氢燃料电池包括壳体200和氢燃料电堆，所述氢燃料电堆设在壳体200内，所述氢燃料电池堆可以为上述实施例的氢燃料电池堆100。本发明实施例的氢燃料电池，具有防止或减轻氢燃料电池堆100的单电池310之间出现错位，提升氢燃料电池的稳定性的优点。

如图1至图18所示，壳体200和氢燃料电堆100中的一者设有定位凹部42且另一者设有与定位凹部42配合的定位凸起2001，从而限制氢燃料电堆100相对于壳体200移位。

本发明实施例的氢燃料电池，通过定位凹部42和定位凸起2001的相互配合，提高了壳体200和氢燃料电堆100之间的相对稳定性，进一步提升了氢燃料电池的性能。

本发明实施例的氢燃料电池，通过单电池上的限位凹槽和限位件上的限位凸起配合，可以防止和减轻单电池310之间出现错位。与此同时，通过限位件4可以实现对单电池层叠体3施加在上下的方向的作用力，进而提单电池310之间的升摩擦力，进而提升了单电池层叠体3的稳定性。另外，限位件4与壳体200之间形成限位，可以防止或减轻氢燃料电堆100在壳体200内出现晃动。而且，在将氢燃料电堆100安装在壳体200内时，限位件4还起到一定的导向和隔离壳体与氢燃料电堆的作用。

如图11和图15所示，定位凹部42为V形槽或弧形槽，定位凸起2001形成为与定位凹部42适配的V形凸台或弧形凸台。本发明实施例的氢燃料电池，通过定位凹部42形成为V形槽或弧形槽，提高了配合的顺畅度。

定位凹部42内设有垫片43，通过增设垫片43，可以补偿氢燃料电堆100与壳体200安装时的装配间隙，进一步限制外部震动导致氢燃料电堆100在壳体200的偏移。可选地，垫片43为橡胶垫片43。

如图1和图17所示，本发明实施例的氢燃料电池还包括巡检组件6，巡检组件6包括电池巡检器61和巡检垫块62，电池巡检器61设置在巡检垫块62上，巡检垫块62设置在壳体200上。

本发明实施例的氢燃料电池，通过将电池巡检器61安装在巡检垫块62上，防止电池巡检器61与壳体200直接接触，提高燃料电池巡检器61与燃料电池壳体200的爬电距离和电气间隙，提高燃料电池与燃料电池壳体200的绝缘性能。

可选地，在壳体上设置电池巡检器61的检修口，通过电池巡检器61的检修口可以在不拆卸壳体的情况下对检修或更换电池巡检器61。

可选地，巡检组件6设置在单电池310的第四侧面36上。

具体地，巡检垫块62的数量至少为两个，至少两个巡检垫块62对称设置，每个巡检垫块62中的均包括横块621和竖块622，每个竖块622均设置在壳体200上，至少两个横块621之间形成用于固定电池巡检器61的限位空间，电池巡检器61设置于限位空间内且电池巡检器61的两侧一一对应地与横块621相连。提高了电池巡检器61固定的稳固性。

如图1和图17所示，壳体200的一端开口，单电池层叠体3和第二板组件2设置于壳体200内，第一板组件1封闭壳体200的开口。换言之，第一板组件1起到密封壳体200的开口的作用。

可选地，壳体200开设有多个检修口15，例如，如图12所示，第一集流板检修口150、导电排检修口151及第二集流板检修口152。第一集流板检修口150设置在第一集流板130所对应的壳体200上，导电排检修口151设置在支撑座7所对应的壳体200上；第二集流板检修口152设置在第二集流板230所对应的壳体200上。

本发明实施例的氢燃料电池通过将第一板组件1封闭壳体200的开口，省去了壳体200上盖，节省了壳体200零件数量，提高燃料电池与系统的集成度；同时还节约成本，简化装配工艺。

下面描述根据本发明实施例的氢燃料电池的制造方法

本发明实施例的氢燃料电池的制造方法，包括：

层叠具有第一限位结构的多个单电池以构成单电池层叠体；

将第二板组件安装在所述单电池层叠体的第二端；

将具有第二限位结构的限位件与所述第二板组件相连且使所述第一限位结构和所述第二限位结构配合；

将第一板组件安装在所述单电池层叠体的第一端31以制成氢燃料电堆；

将所述氢燃料电堆安装到壳体内。

在本发明的实施例中，将所述氢燃料电堆安装到壳体内，即包括将单电池层叠体与第一板组件和第二板组件连接后整体放入壳体内，也包括将第二板组件和单电池层叠体连接后先放入壳体内，然后在将第一板组件连接到单电池层叠体的第一端，同时第一板组件封闭壳体的开口。

本发明实施例的氢燃料电池的制造方法，具有制造效率高，制造的氢燃料电池稳定性和电池性能好的优点。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征 “上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (20)

1.一种氢燃料电堆，其特征在于，包括：

由多个单电池层叠而成的单电池层叠体，所述单电池层叠体具有第一端和第二端；

第一板组件和第二板组件，所述第一板组件设在所述单电池层叠体的第一端，所述第二板组件设在所述单电池层叠体的第二端；

限位件，所述限位件的第一端与所述第一板组件相连，所述限位件的第二端与所述第二板组件相连，多个所述单电池中的至少一部分设有第一限位结构，所述限位件设有与所述第一限位结构配合的第二限位结构。

2.根据权利要求1所述的氢燃料电堆，其特征在于，每个所述单电池均设有所述第一限位结构，多个所述单电池的第一限位结构沿层叠方向对齐。

3.根据权利要求1所述的氢燃料电堆，其特征在于，所述第一限位结构为限位凹槽，所述第二限位结构为限位凸起。

4.根据权利要求3所述的氢燃料电堆，其特征在于，所述限位凹槽和所述限位凸起均为矩形，所述限位凹槽设在所述单电池的相对的第一纵向边沿和第二纵向边沿。

5.根据权利要求3所述的氢燃料电堆，其特征在于，所述限位件为多个且沿所述单电池层叠体的周向间隔布置，每个所述单电池设有沿所述单电池周向间隔布置的多个限位凹槽，多个所述单电池的彼此对应的限位凹槽沿所述单电池的层叠方向对齐，所述限位凸起沿所述限位件的长度方向延伸。

6.根据权利要求1所述的氢燃料电堆，其特征在于，所述第一板组件包括第一集流板、第一绝缘板和第一端板，所述第一集流板设在所述单电池层叠体的第一端，所述第一绝缘板设在所述第一集流板和所述第一端板之间，所述限位件的第一端与所述第一端板相连；

所述第二板组件包括第二集流板、第二绝缘板和第二端板，所述第二集流板设在所述单电池层叠体的第二端，所述第二绝缘板设在所述第二集流板和所述第二端板之间，所述限位件的所述第二端与所述第二端板相连。

7.根据权利要求6所述的氢燃料电堆，其特征在于，所述第一绝缘板包括第一绝缘板本体、从所述第一绝缘板本体的外周沿远离所述单电池层叠体的第二端的方向延伸的第一凸沿部和从所述第一绝缘板本体的外周沿沿朝向所述单电池层叠体的第二端的方向延伸的第二凸沿部，所述第一端板与所述第一凸沿部的内壁面相抵接，所述第一集流板与所述第二凸沿部的内壁面相抵接；

所述第二绝缘板包括第二绝缘板本体、从所述第二绝缘板本体的外周沿沿远离所述单电池层叠体的第一端的方向延伸的第三凸沿部和从所述第二绝缘板本体的外周沿沿朝向所述单电池层叠体的第一端的方向延伸的第四凸沿部，所述第二端板与所述第三凸沿部的内壁面相抵接，所述第二集流板与所述第四凸沿部的内壁面相抵接。

8.根据权利要求6所述的氢燃料电堆，其特征在于，还包括多个紧固件，多个紧固件沿所述单电池层叠体的周向间隔分布，所述紧固件的第一端与所述第一板组件相连，所述紧固件的第二端与所述第二板组件相连。

9.根据权利要求8所述的氢燃料电堆，其特征在于，每个所述紧固件的第一端依次贯穿所述第一端板、所述第一绝缘板本体和所述第一集流板，每个所述紧固件的第二端依次贯穿所述第二集流板、所述第二绝缘板本体和所述第二端板，所述紧固件的第一端与所述第一端板之间以及所述紧固件的第二端与所述第二端板之间分别设有绝缘套。

10.根据权利要求8所述的氢燃料电堆，其特征在于，还包括第一导电排、第一连接导电排、第一端子、第二导电排、第二连接导电排、第二端子和支撑座，所述支撑座安装在所述紧固件上，

所述第一导电排的第一端与所述第一集流板相连，所述第一导电排的第二端与所述第一连接导电排的第一端紧固在所述支撑座上且彼此相连，所述第一端子与所述第一连接导电排的第二端相连，

所述第二导电排的第一端与所述第二集流板相连，所述第二导电排的第二端与所述第二连接导电排的第一端紧固在所述支撑座上且彼此相连，所述第二端子与所述第二连接导电排的第二端相连。

11.根据权利要求10所述的氢燃料电堆，其特征在于，所述支撑座包括座板、隔离台、第一螺纹柱和第二螺纹柱，所述座板安装在所述紧固件上，所述隔离台设在所述座板的外表面上，所述第一螺纹柱设在所述座板的外表面上且位于所述隔离凸台上侧，所述第二螺纹柱设在所述座板的外表面上且位于所述隔离凸台下侧，所述第一螺纹柱穿过所述第一导电排和所述第一连接导电排且通过第一螺母紧固，所述第二螺纹柱穿过所述第二导电排和所述第二连接导电排且通过第二螺母紧固。

12.一种氢燃料电池，其特征在于，包括：

壳体；

氢燃料电堆，所述氢燃料电堆设在所述壳体内，所述氢燃料电堆根据权利要求1-11中任一项所述氢燃料电堆。

13.根据权利要求12所述的氢燃料电池，其特征在于，所述壳体和所述氢燃料电堆中的一者设有定位凹部且另一者设有与所述定位凹部配合以限制所述氢燃料电堆相对于所述壳体移位的定位凸起。

14.根据权利要求13所述的氢燃料电池，其特征在于，所述氢燃料电堆设有所述定位凹部，所述壳体设有定位凸起。

15.根据权利要求14所述的氢燃料电池，其特征在于，所述定位凹部设在所述限位件上且沿所述限位件的长度方向延伸。

16.根据权利要求15所述的氢燃料电池，其特征在于，所述定位凹部为V形槽或弧形槽，所述定位凸起为与所述定位凹部适配的V形凸台或弧形凸台。

17.根据权利要求15所述的氢燃料电池，其特征在于，所述定位凹部内设有垫片。

18.根据权利要求12-17任一项所述的氢燃料电池，其特征在于，还包括巡检组件，所述巡检组件包括电池巡检器和巡检垫块，所述电池巡检器设置在所述巡检垫块上，所述巡检垫块设置在所述壳体上。

19.根据权利要求12-17任一项所述的氢燃料电池，其特征在于，所述壳体的一端开口，所述单电池层叠体和第二板组件设置于所述壳体内，所述第一板组件封闭所述壳体的开口。

20.一种氢燃料电池的制造方法，其特征在于，包括：

层叠具有第一限位结构的多个单电池以构成单电池层叠体；

将第二板组件安装在所述单电池层叠体的第二端；

将具有第二限位结构的限位件与所述第二板组件相连且使所述第一限位结构和所述第二限位结构配合；

将第一板组件安装在所述单电池层叠体的第一端以制成氢燃料电堆；

将所述氢燃料电堆安装到壳体内。

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